试述太阳能电池的工作原理

如题所述

太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压。
原理简介
:当光照射到pn结上时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内部电场的吸引,电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,N区带负电,在N区和P区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。
当把能量加到纯硅中时(比如以热的形式),它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。每有一个电子离开,就会留下一个空穴。然后,这些电子会在晶格周围四处游荡,寻找另一个空穴来安身。这些电子被称为自由载流子,它们可以运载电流。将纯硅与磷原子混合起来, 只需很少的能量即可使磷原子(最外层五个电子)的某个“多余”的电子逸出,当利用磷原子掺杂时,得到的硅被成为N型(“n”表示负电),太阳能电池只有一部分是N型。另一部分硅掺杂的是硼,硼的最外电子层只有三个而不是四个电子,这样可得到P型硅。
电池组件
太阳能电池组件构成及各部分功能——
1)钢化玻璃其作用为保护发电主体(如电池片),透光其选用是有要求的: 1.透光率必须高(一般91%以上);2.超白钢化处理。
2)EVA用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,从而影响组件的透光率,从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶连度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。主要粘结封装发电主体和背板。
3)电池片主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片,两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低,光电转换效率也高,在室外阳光下发电比较适宜,但消耗及电池片成本很高;薄膜太阳能电池,消耗和电池成本很低,弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电,但相对设备成本较高,光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点,如计算器上的太阳能电池。
4)背板作用,密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化,大部分组件厂家都是质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。)
5)铝合金保护层压件,起一定的密封、支撑作用。
6)接线盒保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统接,线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
7)硅胶密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶,国内普遍使用硅胶,工艺简单,方便,易操作,而且成本很低。
基本特性
太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。具体解释如下
1、太阳能电池的极性
硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
2、太阳电池的性能参数
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
3 太阳能电池的伏安特性
P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时,能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg,小于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此,在太阳能电池的设计和制造过程中,必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。
温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2020-11-05
试述太阳能电池的工作原理?
答:太阳能电池工作原理的是半导体PN结的光生伏特效应。光生伏特效应,当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。
第2个回答  2020-11-05
太阳能电池就是把光能转化成电能。基本原理就是这样的没有其它的原理。
第3个回答  2020-11-05
太阳能电池利用的是霍尔效应利用光照在硅板上使电子加速飞出形成电流
第4个回答  2020-11-05
这种太阳能的电池工作原理是对它的那种原理的那种结构,是有一定非常好的那种。呃,对比的,所以它这个原理方面是有很大的区别。

太阳能板的发电原理是什么?
1. 太阳能电池的工作原理基于光电效应。当太阳光射到半导体的p-n结上时,会引发电子-空穴对的生成。2. 在p-n结内电场的作用下,空穴会从n区向p区移动,而电子则相反,从p区向n区移动。3. 一旦形成闭合电路,这些移动的电荷就会形成电流,实现了太阳能到电能的转换。4. 太阳能的发电方式主要包括...

太阳能电池的工作原理
1. 太阳能电池的工作原理是利用太阳光照射到半导体p-n结上,产生光生电子-空穴对。在p-n结内建电场的作用下,光生空穴向p区移动,光生电子向n区移动。当外部电路连接时,电流得以形成,实现光电效应。2. 太阳能的发电方式主要有两种:光—热—电转换和光—电直接转换。光—热—电转换通过太阳能集...

太阳能电池的工作原理是什么
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压。当光照射到pn结上时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近...

太阳能的原理是什么
1、太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。2、光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。3、界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作...

太阳能电池的工作原理
原理:太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。光—热—电转换:光—热—电...

太阳能电池板的发电原理是什么?
1. 太阳能电池板利用光电效应将太阳光转换成电能。2. 当太阳光照射到半导体p-n结上时,会形成空穴-电子对。3. p-n结的电场作用使得空穴从n区流向p区,电子从p区流向n区。4. 接通电路后,这些移动的电荷形成电流,实现太阳能到电能的转换。5. 太阳能电池的光生伏效应是指光子激起电子从共价键中...

太阳能电池板工作原理?
太阳能电池板工作原理是利用光电效应将光能转化为电能。一、光电效应原理 当光子照射到太阳能电池板的硅片上,如果光子的能量足够,便能激发电子从原子中逸出,形成电流。这个过程中,光能就转化为了电能。二、PN结的形成 太阳能电池板中的核心部分是PN结。PN结是太阳能电池的基石,它是由P型半导体和N型...

太阳能电池原理
太阳能电池原理:太阳能电池,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,它只要被满足一定照度条件的光照度,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光伏效应工作的晶硅太阳能电池为主流,...

太阳能电池的工作原理带图解
1. 太阳能光伏发电的基础原理是利用太阳能电池的光生伏打效应,直接将太阳辐射能转换为电能。2. 太阳能电池,也被称为光伏电池,是这种能量转换的核心设备,由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成。3. 当太阳光照射到太阳能电池上时,部分光线被反射,部分被吸收,其余的则穿透电池片。4. ...

太阳能电池原理,详细点
太阳能电池利用光伏效应将光能转化为电能。解释如下:一、光伏效应 光伏效应是指光照射在物质表面时,物质吸收光能并转化为电能的现象。这是太阳能电池的核心原理。二、太阳能电池工作原理 太阳能电池主要由半导体材料制成,如硅。当太阳光照射到太阳能电池表面时,光子与半导体材料中的电子相互作用,光子被...

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